Strom aus Bioenergie
So genannte Biomassekraftwerke stellen aus fester Biomasse elektrische Energie her, nebenbei wird bedingt durch das Herstellungsverfahren Wärme produziert, die zur Nah- und Fernheizung genutzt werden kann. So beträgt der elektrische Bruttowirkungsgrad nur 30%, wenn mit Zwischenüberhitzung gearbeitet wird 37%. Koppelt man das ganze aber mit einem Heizkraftwerk, so beträgt der elektrische und thermische Nutzungsgrad 85%.
Arten und Funktionsweisen von Biomassekraftwerken
Es gibt drei verschiedene Kraftwerkstypen: Biomasse-Dampfkraftwerke, ORC-Anlagen und thermische Biomassevergaseranlagen.
Biomasse-Dampfkraftwerk
In einem Dampfkessel, der auf den Brennstoff abgestimmt ist, wird der Brennstoff verbrannt. Dies geschieht entweder durch Rostfeuerung, bei der der Brennstoff auf einem mechanischen Rost über verschiedenen Zonen getrocknet, gezündet und anschließend verbrannt wird. Bei größeren Anlagen wird meist das Wirbelschichtverfahren angewandt. Der Brennstoff wird direkt in den Kessel gegeben. Leichtere Teile verbrennen im Flug, die schwereren fallen nach unten in den Sand. Dieser dient der Homogenisierung der Verbrennung und dem in der Schwebe halten des Brennstoffes. Die am Boden eingedüste Luft verwirbelt beides und fluidisiert es. Bei beiden Verfahren der Biomassekraftwerke wird das entstandene heiße Rauchgas durch Kesselzüge geleitet. In den nachgeschalteten Rauchgaszügen sind Rohrschlangen eingebaut, die als Verdampferfläche, Überhitzer- oder Economiserflächen dienen. Nun wird der überhitzte Dampf zur Stromherstellung einer Turbine zugeführt. Danach nutzt man ihn meist noch für die Nah- und Fernwärme. In einer Rauchgasreinigungsanlage wird das Gas gereinigt und über einen Kamin ausgestoßen.
ORC-Anlage
Eine durch Biomasse beheizte Feuerbox speist einen Rauchrohr-Wärmetauscher mit heißem Rauchgas und erhitzt dabei das Wärmeträgeröl (Thermalöl). Dieses Öl, welches meist Temperaturen von 400°C erreicht, wird nun der ORC-Anlage zugeführt und erzeugt durch eine Dampfturbine Strom. Solche Biomassekraftwerke kommen setzen kein Wasser als Arbeitsmedium ein, sondern Verbindungen, die bei niedrigeren Temperaturen verdampfen. Auch hier kann anschließend mit dem heißen Rauchgas Wärme erzeugt werden.
Thermische Biomassevergaseranlagen
Durch Pyrolyse wird die Biomasse vergast. - Als Pyrolyse wird die thermochemische Spaltung organischer Verbindungen bei hohen Temperaturen bezeichnet. – Das entstehende, heiße Gas wird vorgereinigt, anschließend abgekühlt, gefiltert und in einem Wäscher gewaschen. Danach wird es durch einen Gasmotor zu elektrischer Energie umgewandelt. Diese Biomassekraftwerke sind aber noch nicht ganz ausgereift und daher auch noch nicht besonders effizient.
Als Brennstoffe dienen Holzhackschnitzel aus unbehandeltem forstwirtschaftlichem Frischholz und Altholz gemäß der Altholzverordnung. Letzteres umfasst dabei auch lackierte, imprägnierte und kunststoffummantelte Brennstoffe, was oft kritisiert wird weil dies eher an eine Müllverbrennung erinnert. Biomassekraftwerke werden des Weiteren mit Holzpellets, Getreide, Stroh, organische Reststoffe und Ersatzbrennstoffe befeuert. Letztere werden genauso oft kritisiert wie das Altholz, da hier auch Klärschlamm, Sortierreste aus dem Dualen System und nicht recyclingfähige Teile von Schrottautos verbrannt werden. Dies zieht eine Entsorgung auf der Sondermülldeponie nach sich.
Biomassekraftwerke in Deutschland
In Deutschland werden bereits seit Jahrzehnten Biomassekraftwerke in der Nähe von industriellen Anlagen, wie Papierfabriken errichtet. So können kostenlos oder preiswert Abfälle und Reststoffe verwertet werden. Durch die politischen Rahmenbedingungen des „Erneuerbare Energien Gesetz“ wurden verstärkt weitere Biomassekraftwerke gebaut. Die Hersteller erhalten attraktive Vergütungen für den gewonnen Strom. Das theoretisch nutzbare Potenzial in Deutschland beträgt rund 18% des derzeitigen Energieverbrauchs.
